竞赛辅导配位化合物(精品课件).ppt

1、1、配位化合物(Coordination Compounds )、2、荀丽多彩的宝石、3从左到右：黄色(yellow) Co(NH3)63橘红色(orange) Co(NH3)5NCS2红色(red) Co(NH3)5H2O3紫色(purpll co (NH3 ) 4c L2，4，4，Alfred Werner (18661919 )瑞士的无机化学者，配位化学的奠基者。 1890年与A.R .亨氏一起提出氮的立体化学理论1893年提出配合物的配位理论和配位数的概念1893年建立提出化学价格副标题概念的配位化学1913年获得Nobel化学奖。5，1配位化合物的基本概念1.1配位键为新的结合型(复

2、习)络离子结合：电负性大的(1.7 )金属元素体与非金属元素分别在稳定的(八电子配置)正、还原离子后在络离子间的静电引力形成分子。 共价键：电负性接近的原子中的未对电子，可以用共价方式结合。 6、关结构域键：自由电子在多个原子周围分布形成的位置不定的键，没有方向性和饱和性，键能也适度。 金属键属于断结构域结合。 配位键：当甲方拥有配对的孤独电子，而乙方拥有与其相近能量的空轨道时，结合的两个电子完全由甲方提供，这样形成的化学键称为配位键。7、8、1.2配合物的定义，组成和结构1.2.1配合物的定义是配体和中心原子或络离子，以及以一定组成和空间构型结合的化合物或络离子。 初期被称为康普雷克斯。 中

3、心络离子或原子：配合物的中心络离子或原子是配合物的中心，必须具有空价轨道。 通常是金属(特别是周期表的过渡金属)络离子或原子。 配体：含有孤立电子的分子或络离子作为配体发挥作用的配体。 中心络离子/原子和配体在周期表中的分布如表2所示。 9，9，1.2.2配合物的结构M(Metal )表示中心原子或络离子，L(Ligand )表示配体，l表示配体数(直接与核配位的配体数)，x表示外界的阴络离子，k表示外界的阳络离子。Co(NH3)63 (Cl-)3、内界、外界、外界络离子配体(位)数配体中心络离子、10，1.3配体的分类按1.3.1配体种类分别以卤素配体(F-、Cl-、Br-、I-为配体)含氧

4、配体(例如以H2O为配体)含氮配体金属有机化合物等)1.3.2配体分子中的配体数以及配体分子中的配体数有单齿络合物、多齿络合物和螯合物的成分。11，1.3.2.1单齿配体在配体分子或络离子中只有一个原子能提供孤立电子，仅与中心原子形成配位键，形成的配体称为单齿配体。 常见的单齿配体有卤素络离子(F-、Cl-、Br-、I-)和其他络离子(CN-、SCN-、NO3-、NO2-、RCOO-)和中性分子(R3N、R3P、R2S、H2O、吡啶C5H5N )等。 通常，卤素络离子以弱配体o、s、n为配体，配体以中强配体c原子为配体，配体为强配体。 12，1.3.2.2多齿配体如果含有多个向配体分子或络离子

5、提供孤电子对的配体，在空间上允许的话，多个配体在云同步上与中心原子配位，形成的环状构造配体称为多齿配体，4(3)齿以上的配位化合物通常称为螯合化合物。 一般配体及其分类如表3所示。 以1.3.3核的数量分类单核配合物：只有一个核的配合物称为单核配合物。 多核配合物：含有多个核的配合物称为多核配合物。 金属克拉克星空卫视状络合物：多核配合物中，两个中心原子直接结合而成的络合物称为金属克拉克星空卫视状络合物。13、1.4配位数和影响配位数大小的因素直接与中心原子或络离子配位的配位数称为该配合物的配位数。 配位数的多寡和中心原子、配体、环境等多种因素有关。在其他要素不变的情况下，有：14、配体相同时

6、，中心原子半径越大，可能的配位数越多，中心络离子的电荷数越高，可能的配位数越多。 在中心络离子的氧化分别为1、2、3的情况下，可能的配位数通常为2、4或6、6等。 例如，Cu(NH3)2、Cu(NH3)42； 中心络离子相同时，配体体积越大，配位数越低。 AlF63-、AlCl4-； 其他条件相同时，配体的浓度越高，越容易形成高配位数的络合物的其他条件相同时，溶液的温度越高，越难以形成高配位数的络合物。 15，1.5配合物的命名1.5.1一般配合物的命名一般配合物的命名方式与无机物的命名方式接近的命名顺序：从后到前或从右到左； 在内部、外部之间加入“酸”或“化”而分离的外部卤素X-“化”而分离

7、的配体和中心络离子(原子)之间加入“合”而分离的中心络离子的氧化值可以在中心络离子之后用日语罗马字表示，可以加上括弧的配体的个数用对外汉语1、2、3表示“1” 16【例1】以下络合物的名称Fe(CN)64-六氰基铁元素()配位络离子K4Fe(CN)6六氰基铁元素()酸钾元素Cu(NH3)4SO4硫酸四阿摩尼亚铜() Na3Ag(S2O3)2二(硫代硫酸根)银(I )酸纳金属钍co (en ) 32 (sn ) 写出Cr(OH)3H2O(en )的羟基乙亚胺铬() Cr(h2o)4cl，通过测定偶极矩的划分和(偶极矩较小)来说明配位键的理论有3种：价键理论、结晶场理论和分子轨道理论。 价键理论是

8、由L.C.Pauling提出和发展的，该理论认为配合物与刘易斯酸碱反应生成，配体上的电子对转移到金属的杂化原子轨道中生成了配位键。 晶场理论将配体视为点电荷或偶极，来自这些个点电荷或偶极的一个特定电场作用于中心原子的d轨道，使轨道能量发生改变。 分子轨道理论认为，电子绕整个配合物体系的分子轨道运动综合了价键理论和结晶场理论，是目前应用最广泛的理论。 30，3.1一些相关背景知识3.1.1物质的磁性：物质在磁场中表现的性质。 根据磁学理论，物质的磁的大小可以用自旋磁矩表示，与物质中含有的未对电子数n的关系可以表现为=n(n 2)1/20或/0=n(n 2)1/2 0。 顺磁性：被磁场吸引的n0，

9、0。 例如O2，NO，NO2的抗磁性：被磁场排斥的n=0，=0强磁性：被磁场强烈吸引。 例如Fe、Co、Ni等。 31，3.1.2电子自旋对在两个大头针方向相反的电子对进入相同轨道时消耗一定的能量，称为电子自旋对，记为p (依赖于中心原子的轨道，P=15000 cm-1 30000cm-1 )。 这与洪特定律在本质上是一致的。 3.1.3可见光的辅助色、32、吸收-辅助色对照表、33，3.2价结合理论的要点中心原子(或络离子) m必须有空的价轨道配体l中的配体必须有孤电子对的配体接近中心原子时，根据配体的吸电子能力(即阴性度)， 对中心原子的d轨道产生不同影响，诱导中心原子采用不同混合方式的配

10、体原子中的孤电子对轨道与中心原子的对应混合轨道重叠，形成配合物。 价键理论的缺陷是配体对中心原子d轨道的影响不能描述的本质，具体的配体情况下，中心原子d轨道的混合型不能解释不可预料的配合物形成过程中的颜色变化问题。34、【例FeF63-和Fe(CN)63-的形成过程用价格牛鼻子理论研究。 结晶场理论，35，3.3结晶场理论3.3.1结晶场理论的本质静电力结晶场理论认为，当配体接近中心原子时，在中心原子周围形成静电场(称为配位场或结晶场)，配体与中心原子(或络离子)之间的相互作用力是静电力。 因此，晶场理论本质上是一种静电相互作用理论。3.3.2配位场效应和结晶场分裂能在配位体接近中心原子时在中心原子周围形成静电场，中心原子的d轨道在这种情况下的作用下能级分裂，原能级相等的5条轨道分裂为几个能量不同的轨道。 这种现象称为配位场效应。 最高、最低轨道能量的差称为结晶场分裂能。 36、在不同配置的络合物中，由于配体形成的配位场各不相同，因此d轨道的分裂方式也各不相同。 37、d轨道在不同结晶场中的分裂能、球形场、38、3.3.3结晶场稳定作用能量ECFSE 3.3.4物质能否显色，主要取决于以下两个条件： 形成颜色的迁移主要是过渡金属内部的d-d迁移(配位化合物等)的5种化合物中的电子从